能源是现代社会赖以生存和发展的基础，能源的供给能力密切关系着国民经济的可持续发展，是国家安全保障的战略基础之一。随着经济社会的发展，人们使用能源特别是化石能源越来越多，能源对经济社会发展的制约日益突出，对赖以生存的自然环境所造成的影响也越来越大。
2030年前，我国仍将处于工业化和城镇化“双快速”发展时期，随着经济规模进一步扩大，能源需求亦会快速增加。预计到2015年，我国能源需求总量将达到38亿吨左右标准煤，可能超过美国成为世界第一大能源消费国，到2030年更有可能突破55亿吨，因此，我国能源、石油、天然气的对外依存度将进一步上升到25%、70%和50%以上。进口国外能源存在诸多风险。总体来看，我国能源需求快速增长与能源供应增长制约的矛盾将长期存在，国家能源安全形势严峻而紧迫。在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中突出了可再生能源低成本规模化开发利用。
传统化石能源的大量使用，势必产生大量温室气体CO2及对环境有害气体的排放，因此我国同时也面临着巨大的生态环境压力。2009年11月27日，国务院常务会议研究决定了我国2020年的减排目标，即单位GDP国内生产总值CO2排放比2005年下降40%—45%。在保证国家能源安全的前提下，完成上述目标具有相当高的挑战性。因此，在提高目前化石能源开采和利用率的同时，更需要大力开发可再生能源，尤其是氢能源，才有可能保证国家能源供给安全，进一步减少有害物质和温室气体排放。
氢是常规能源中能量密度最高的元素，来源广泛，清洁高效，可再生循环使用，是理想的二次能源。近来被广为推崇的“氢能经济”即是一种依托于氢能的可持续能源利用方式。在“氢能经济”构想中，人们可以直接利用可再生能源生产氢能，通过氢能为生产、生活供能，整个氢能从生产到使用的循环过程清洁无碳且可持续。以氢作为能源载体，可有效地保证国家能源安全，避免生态环境恶化。
尽管氢能是一种优质二次能源，但现有的氢能利用技术存在着一系列的技术瓶颈，制约着氢能的规模化应用。因此，加强氢能相关应用技术的研发尤为重要。普遍认为，氢能技术的规模化商业推广，主要面临以下四大挑战：(1)氢的规模制备；(2)氢能在常温常压下的储存与运输；(3)氢能应用技术问题(如氢燃料电池技术等)；(4)加氢站等氢能基础设施构架。实际上，对于第一个挑战，氢的规模制备技术已较为成熟，如天然气重整、石油催化裂解等均已实现规模化生产。从长远看，还可利用太阳能光解/电解水或生物制氢等技术加以解决。对于第三个挑战，即氢能的利用技术问题，目前燃料电池技术已基本成熟，燃料电池汽车已开始规模化地进入市场。甚至氢内燃机汽车（如BMW Hydrogen7）的性能和效率也远超汽油车。氢能基础设施构架的解决方式则取决于第二个挑战，即氢能在常温常压下储运技术问题能否得到好的解决。然而，人们迄今还未能研发出行之有效的、商业应用上可持续的氢储运技术。氢能在常温常压下的储存与运输已真正成为制约“氢能经济”大规模发展的瓶颈问题。